Parámetros Críticos

  • Temperatura crítica: La temperatura crítica es la temperatura por debajo de la cual el material es superconductor. La teoría BCS no predice la temperatura crítica de un superconductor pero sí lo hacen teorías efectivas más avanzadas que son mejoras de la teoría BCS.
  • Corriente crítica: La corriente en un superconductor puede circular indefinidamente sin pérdidas de energía. Sin embargo, la corriente genera un campo magnético y cuando este campo supera su valor crítico, que depende del material, la superconductividad se destruye. Hablamos por tanto de la existencia de una corriente crítica. La corriente crítica depende de la temperatura. Cuanto más cerca estemos de la temperatura crítica más pequeña es la corriente crítica. Los físicos suelen hablar de densidad de corriente que es la corriente por unidad de área. Se puede demostrar que la densidad de corriente es inversamente proporcional a la longitud de penetración. Así que a mayor longitud de penetración menor corriente crítica. Aunque los cupratos tienen una longitud de penetración grande, en condiciones adecuadas la densidad de corriente puede tomar valores muy grandes de unos 10000 Amperios/cm².
  • Campo crítico (Hc1 y Hc2)Los superconductores de tipo I expulsan el campo magnético (efecto Meissner) hasta un campo crítico Hc donde el campo magnético atraviesa al material y la superconductividad se destruye. Los superconductores de tipo II tienen dos campos críticos. Estos superconductores primero expulsan los campos magnéticos hasta un campo crítico Hc1. Al subir el campo magnético se forma un estado mixto donde pueden entrar líneas de campo magnético por los llamados vórtices destruyendo la superconductividad sólo localmente. Estos vórtices son los que anclan los imanes a los superconductores. Si se sigue subiendo el campo magnético aparecen más y más vórtices hasta que a un cierto campo crítico Hc2 se fusionan destruyendo la superconductividad. Hc1 es muy pequeño comparado con Hc2. Por ejemplo, en los cupratos Hc1 es aproximadamente 0.01T y sin embargo Hc2 es del orden de 60T.
  • Longitud de penetración λ y longitud de coherencia ξ: La longitud de penetración es la distancia que puede penetrar un campo magnético en un superconductor. La longitud de coherencia es la distancia que ocupa un par de Cooper. Estas cantidades varían mucho de unos superconductores a otros. En superconductores de tipo I se cumple que λ<√2ξ mientras que en los superconductores de tipo II λ>√2ξ.

Para que un superconductor sea un buen candidato para las aplicaciones tiene que tener una temperatura crítica alta, un campo crítico alto y una corriente crítica alta.